[发明专利]一种提高姜黄素提取率和纯化效果的方法

说明书

一种提高姜黄素提取率和纯化效果的方法，属于食品添加剂加工技术领域。本发明以红外冷冻干燥姜黄粉为原料，通过射频辅助离子液体‑大豆肽获得姜黄素粗提液，然后采用大分子多糖絮凝技术结合大孔树脂法进行分离纯化，获得姜黄素干粉，具体包括预冻、干燥、磨粉、射频辅助离子液体提取、分离纯化等步骤。本发明采用射频辅助离子液体‑大豆肽对红外冷冻干燥姜黄粉进行提取，提取时间短，经过有机大分子絮凝技术结合大孔树脂法，获得高纯度的姜黄素。

技术领域

本发明涉及一种提高姜黄素提取率和纯化效果的方法，具体涉及一种以红外冷冻干燥姜黄粉为原料，通过射频辅助离子液体获得姜黄素粗提液，然后采用絮凝技术结合大孔树脂法进行分离纯化，获得高纯度姜黄素的方法，属于食品添加剂加工技术领域。

背景技术

姜黄是姜科姜黄属植物姜黄(Curcuma longa L.)的干燥根茎，其使用历史已达数千年，被广泛用于调味、染色和医药行业。姜黄素类化合物(Curcuminoids)是姜黄中的主要活性成分，是一类来源于姜科植物的二芳基庚烷类化合物，主要存在于姜黄、郁金香、莪术等药用植物的根茎中。自1970年首次从植物中分离，1910年被确定分子结构以来，多年的研究发现其具有多种生物活性，如调节血脂、抗肿瘤、抗病毒、抗炎、预防阿尔茨海默症等作用，而其部分药理活性与抗氧化作用密切相关。Dinkova-Kostova等(2010)研究发现，姜黄素能清除自由基，降低机体氧化损伤。姜黄是多年生植物，但姜黄根的收获季节易受季节性影响。在亚热带地区(特别是中国四川)，收获通常在夏至之前结束。此外，新鲜姜黄中约80％的水分含量，水分的存在与酶促、化学和微生物反应密切相关，而这些反应与产品的保质期和特性密切相关。因此，需要进行加工，延长保质期。

食品干燥技术被认为是延长保质期的最有效的工业保鲜方法之一(Xu等，2017)。然而，在加工过程中很难避免营养流失和食物结构的破坏。冷冻干燥最大程度地保留了产品的颜色、风味、营养和质地特征，其产品特性被认为是所有干燥技术中的首选(Zhang等，2017)。冻干后组织、营养和抗氧化活性变化很小。冷冻干燥后的产品孔隙结构明显、硬度小、脆性好，在进一步的加工中占据良好的优势。但是，冷冻干燥的干燥效率相对有限，因此，改进加热源是较好的选择。吴晓菲(2019)研究显示红外冷冻干燥对虫草、红薯和上海青叶柄具有良好的干燥能力。红外干燥的主要特点是红外辐射能从热源到介质的传输不需要介质，被干燥的材料本身可以看作是红外辐射的吸收体。对于食品来说，其蛋白质、脂肪、碳水化合物和水的差异吸收可能会影响干燥的均匀性。物料的表面特征、辐射源的光谱组成和入射辐射方向也决定了红外的吸收。

姜黄中最瞩目的活性成分是姜黄素及其类似物，前人参考常用的提取方法对其分离纯化做了很大的努力。其中，有机溶剂提取法、酸碱提取法、离子液体提取法、酶提取法、超声辅助提取法、微波辅助提取法、超临界CO₂提取法常被用于进行研究。但是这些仍存在不足之处，比如酸碱提取法粗提物易干燥，但含有大量淀粉，不利于进一步精制；酶提取法成本高、得率高，但反应条件比较苛刻，难以实现工业生产；超临界CO₂提取法能保持有效成分的生物活性，但设备昂贵，夹带剂用量消耗大。有机溶剂提取法提取产率高、操作简单且反应条件可控，溶剂可回收循环再用(李瑞敏，2013)，但是提取时间长。因此，本文的宗旨是找到合适的提取方法去规避这些缺点，进一步加快提取效率，实现节能减排。

姜黄素的纯度也是行业发展的一个重要限制，在药物加工中，姜黄素也具有很大的潜力。其中，有活性炭层析法、柱色谱法、薄层色谱分离法、大孔树脂吸附法、絮凝技术、重结晶法常被用于进行研究。活性炭层析法可以有效吸附活性成分，但溶剂消耗较大，操作复杂且成本较高(王贤纯，2000)。柱色谱可以纯化分离将黄色素和脂质杂质，得到产品纯度极高(林伊利，2013)，但耗时过长。薄层色谱分离法是一种微量高效快速的分离检测手段，适用于少量、组分简单的混合物分离，不适用于高效生产。